G-Sync vs FreeSync – As duas tecnologias colocadas à prova

Lucas Peperaio
01/04/2016
Review

G-SYNC e FreeSync são as soluções da NVIDIA e AMD para corrigir os problemas de sincronização da placa de vídeo e do monitor. Neste artigo, veremos em detalhes o porquê destas duas tecnologias terem sido criadas e qual a diferença de uma para a outra.

Os monitores e televisores que usamos em nossas casas e trabalhos possuem um ritmo de atualização fixo, tipicamente 60 Hz, ou em outras palavras, são atualizados 60 vezes por segundo. Temos também monitores 120 Hz, 144 Hz, entre outros. O mundo ideal seria, por exemplo, a placa de vídeo processando 60 quadros para o monitor de 60hz, com cada um dos 60 quadros sendo processados em 16,6ms. O problema é que isso não acontece, pois conforme a complexidade da cena, a placa de vídeo pode demorar mais ou menos para processar um quadro, e assim na média, gerar mais ou menos quadros que o monitor pode exibir em tempo hábil. Então começam os problemas.

 

Screen Tearing

O Screen Tearing (ruptura de imagem), ocorre quando a placa de vídeo processa menos ou mais quadros que o monitor pode exibir. Então é comum que, enquanto o monitor está exibindo um quadro, um ou mais quadros acabem se misturando na exibição, resultando em uma imagem rasgada. E é pior quando o framerate está muito baixo, assim como é ruim visualmente falando ter os 60 FPS cravados com V-SYNC off. Existem três “soluções” para isso.

Screen Tearing

 

V-SYNC

O V-Sync (Sincronização vertical) tem a função de limitar o desempenho da placa de forma com que ela trabalhe no mesmo ritmo do monitor (60 FPS para 60Hz, 144 FPS para 144Hz). Na teoria tudo funciona muito bem, e o tear de fato some, mas dois novos problemas aparecem. Se em um certo momento a placa não conseguir entregar os 60 quadros para um monitor 60Hz, mesmo que ela entregue 55 FPS, o jogo passa a apresentar o que chamamos de stutter – as famosas travadinhas. Isso porquê, pode acontecer a repetição de quadros ou mesmo o chaveamento para um múltiplo inferior do V-Sync (30 FPS).

VSync-Stuttering

Um outro problema é o input lag, pois se você fez uma certa ação no jogo após ou durante uma atualização do monitor, os frames que representarão a sua ação poderão precisar esperar o novo ciclo de atualização para serem exibidos. E isto é muito nítido em jogos de tiro, onde a diferença entre matar ou morrer está em poucos milissegundos.

AMD FreeSync

 

Borderless Window com VSYNC OFF

O Borderless Window com VSync off é uma segunda alternativa que consiste em rodar o jogo no modo janela sem bordas, pois desta forma, o jogo passa pelo compositor de janelas do Windows que trabalha com V-Sync ativo. Então a cada refresh da tela, o compositor pega o frame mais recente e completo e o exibe na tela, eliminando o tear, além de não ter as complicações do V-Sync ativo. Mas também não é perfeito, pois ele gera um pouco de stutter (normalmente aceitável) e gera um input lag um pouco maior que no modo tela cheia exclusivo, já que os frames precisam esperar até a próxima atualização para serem exibidos.

 

Adaptive V-Sync

O Adaptive V-Sync da NVIDIA é uma terceira alternativa que tenta equilibrar o V-Sync nas duas situações distintas. Enquanto a placa processa mais quadros por segundo que a taxa do monitor, a tecnologia mantém o V-Sync ativo, eliminando o tear; caso a placa processe menos quadros, ela desativa o V-Sync até que a placa volte a processar mais quadros que a taxa de atualização do monitor. Este foi o primeiro passo da NVIDIA para a solução final.

Adpative V-Sync

 

G-SYNC e FreeSync, as soluções definitivas

A NVIDIA foi a primeira a apresentar a solução final para todos estes problemas, o G-Sync. Em seguida, a AMD apresentou o FreeSync. A ideia por trás das duas tecnologias é similar. Até então, a placa precisava se adaptar ao ritmo do monitor, mas agora com o G-Sync e FreeSync, é o monitor que passa a se adaptar a placa, pois agora ele também trabalha com taxas de atualizações variáveis.

Em um breve exemplo, se o monitor acabou de exibir um quadro e a placa já processou o novo quadro, não é necessário esperar a nova atualização para exibi-lo; instantaneamente, o monitor já é capaz de exibi-lo, sem atrasos. Então isso resolve de vez o Tear, pois sempre os quadros são exibidos inteiros e logo que são processados; além de resolver o stutter e reduzir o input lag. Com isso, consegue-se a tão sonhada jogabilidade fluida e sem engasgos.

G-SyncAMD FreeSync

 

Nem tudo é perfeito

No entanto, é importante ressaltar que o FreeSync e o G-Sync funcionam com sua máxima eficácia dentro de uma faixa específica, que varia conforme o monitor e a tecnologia. No G-Sync, o mínimo é 0hz (embora não seja nada jogável) e o máximo é 144hz; enquanto que no FreeSync a faixa é mais ampla, de 9 a 240hz, mas depende do fabricante do monitor quais valores ele irá escolher. Em nosso caso, o ASUS MG279Q trabalha de 35hz a 90hz.

Quando ambos os monitores trabalham abaixo ou acima destas faixas, problemas poderão ocorrer. Abaixo dos 30Hz/30 FPS, é natural que as coisas não fiquem muito bem pois a sensação de fluidez é drasticamente reduzida, sendo o valor dito como mínimo de fluidez em 24 FPS (usado nos cinemas). Mas mesmo nesta situação crítica, ambas as tecnologias têm recursos para ao menos tentar manter uma fluidez e um baixo input lag.

O G-Sync funciona em qualquer framerate pois tem um sistema de repetição de quadros, onde o frame é repetido num tempo intermediário, para que quando o próximo frame terminar, o painel esteja pronto para ser atualizado, evitando input lag. Então mesmo que o jogo esteja rodando a 7 FPS, os 7 FPS serão exibidos corretamente sem tearing e no menor tempo possível, mesmo que nesta situação a fluidez já esteja bem prejudicada.

No FreeSync em uma condição similar onde os FPS caiam abaixo do range mínimo do monitor, ocorria o desligamento do FreeSync. Então se o usuário estivesse com o V-Sync ativo, o velho problema de stutter volta a acontecer, e no caso do V-Sync estar inativo, o tear aparece. Esse era um dos pontos negativos do FreeSync, mas foi corrigido a partir da primeira versão do Crimson software. O nome da tecnologia é Low Framerate Compensation (LFC) ou simplesmente compensação de taxa de frames baixa. A proposta da AMD é similar aquela praticada pela NVIDIA, manter o FreeSync ativo e tentar – mesmo que nesta situação adversa – eliminar o input lag / stuttering e o tearing, com VSync on (elimina o tearing) ou com Vsync off (pode ter tearing mas sem input lag).

Radeon Software Crimson Edition-page-022

No entanto, o LFC só funciona em monitores cuja a diferença entre o range mínimo e o máximo seja de 2.5x ou superior. É o caso do ASUS MG279Q, 90/35 = 2.57. E o LFC pode ser configurado via software para ajustes finos, conforme o gosto do usuário.

No outro extremo, quando o frame está acima do range máximo do monitor, pode ocorrer tear. O G-Sync trabalha nativamente com o VSync on, ou seja, limitando o framerate ao refresh máximo do monitor. Com o VSync off, o G-Sync funciona normalmente dentro da faixa coberta pelo monitor (0fps até o limite do painel) e acima disso volta a ter tear. É algo semelhante que temos no FreeSync com o VSync on e off, e isso também determina o funcionamento dele abaixo do range mínimo do monitor.

 

Enfim…

Em suas condições adequadas, tanto o G-Sync quanto o FreeSync funcionam muito bem, cumprindo o que prometem para com seus usuários ao resolver os problemas da falta de sincronia entre GPU e monitor.

A escolha por um ou outro vai ficar condicionada ao gosto do usuário por determinada tecnologia, além dos recursos de cada monitor, como o tempo de resposta, tamanho da tela, qualidade, cor e etc e claro, de acordo com o seu hardware, já que G-Sync é compatível apenas com GPUs NVIDIA e FreeSync, apenas com GPUs AMD.

 

Razões para considerar o FreeSync

  • Teoricamente o monitor FreeSync é mais barato, pois não exige um módulo adicional e nem licenças, mas ainda assim, exige custos de produção para a nova tecnologia, e o preço em relação a telas G-Sync – especialmente no Brasil – vai variar conforme a cotação do dólar atual, com a loja, impostos entre outras coisas;
  • Introduziu o suporte ao FreeSync via HDMI, mas não abrangendo os monitores já existentes. O módulo G-Sync já suporta HDMI, mas a tecnologia funciona apenas sob o Display Port;

 

Razões para considerar o G-Sync

  • Pelo fato da NVIDIA configurar seu módulo especificadamente para determinado monitor, ajustando o overdrive, timing de compensação e etc, é uma tecnologia mais afinada que visa sempre a melhor qualidade e performance, para cada exemplar de monitor nos desktops e nos notebooks. No caso do FreeSync, problemas como o “ghost” que são relatados por alguns portais ficam sob a responsabilidade do fabricante do monitor, portanto o resultado pode variar conforme o scaller;
  • A compensação de frames baixos ocorre em todos os monitores;